CN220205065U - 一种小型管道爬行机器人运动结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型管道爬行机器人运动结构，包括支撑轴，所述摄像头安装在支撑轴中间位置，所述连接前端安装在支撑轴顶端，所述支撑轴前半段设置有支撑架，且所述支撑架之间安装有接收器，所述支撑架顶部通过固定轴承连接有固定架，所述固定架连接有行走装置。本实用新型中，通过控制驱动电机旋转，带动环形齿轮旋转，同时环形齿轮上连接的行走装置会跟随旋转，从而让行走装置的行进方向可以远程操控调整，更好地适应弯曲复杂的管道，同时通过控制旋转电机工作旋转，带动连接了旋转轴承的行走装置旋转调整其行进角度，使小型管道爬行机器人更加适应管内路径，从而快速行驶。

Description

一种小型管道爬行机器人运动结构

技术领域

本实用新型属于管道爬行机器人技术领域，具体涉及了一种小型管道爬行机器人运动结构。

背景技术

随着现代社会和科学技术的高速发展，管道爬壁机器人的应用逐步兴起，解决了以往人工作业存在的工作效率低、企业成本高、工作环境恶劣危险弊端，现有的管道爬壁机器人通过设置运动结构带动机器人在工作表面行走，以使机器人能够对管道内表面进行除锈清洁等检修、保养、维护工作。但是管道设计并不一直是直管状，现有的小型管道爬行机器人通常采用轮式或足式运动结构，即在每个移动支架上安装有轮足用于在管道内的移动，不过由于大多数小型管道爬行机器人在每个移动支架上对应安装有一个轮足用于行进，导致每个移动支架的轮足在遇到上下弯角时不够灵活，导致运动的受限，且在面对水平面转角过大的情况，每个移动支架上只能依靠单一轮足转动调整方向，容易在转角与管道壁面碰撞，甚至被卡住。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种小型管道爬行机器人运动结构，该实用新型通过控制驱动电机旋转，带动第一锥形齿轮和轴齿轮旋转，让轴齿轮连接的驱动齿轮带动环形齿轮旋转，同时环形齿轮上连接的行走装置会跟随旋转，从而让行走装置的行进方向可以远程操控调整，更好地适应弯曲复杂的管道，同时通过控制旋转电机工作旋转，旋转电机会带动第二锥形齿轮以及旋转轴承旋转，从而带动连接了旋转轴承的行走装置旋转调整其行进角度，使小型管道爬行机器人更加适应管内路径，从而快速行驶。

一种小型管道爬行机器人运动结构，包括支撑轴、摄像头和连接前端，所述摄像头安装在支撑轴中间位置，所述连接前端安装在支撑轴顶端，所述支撑轴前半段设置有支撑架，且所述支撑架之间安装有接收器，所述支撑架顶部通过固定轴承连接有固定架，所述固定架包括中空铝合金架、环形齿轮和旋转电机，所述环形齿轮之间连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮连接有轴齿轮，所述轴齿轮连接有第一锥形齿轮，所述第一锥形齿轮连接有驱动电机，且所述环形齿轮两端连接有固定块，所述固定块贯穿连接有旋转轴承，所述旋转轴承连接有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮连接旋转电机，且所述固定块通过所述旋转轴承连接有行走装置。

优选地，所述支撑架包括安装在支撑轴上的三个连接板、连接块和阻尼块，所述连接板两端设置连接块，所述连接块连接有阻尼块，所述阻尼块连接减震弹簧，

优选地，所述减震弹簧连接有支架臂，所述支架臂通过轴承安装在固定架两端。

优选地，所述固定架包括连接了支撑架的中空铝合金架，所述中空铝合金架侧面固定安装有一组所述旋转电机，所述中空铝合金架中空内腔中固定安装有所述驱动电机。

优选地，所述驱动电机上安装有所述第一锥形齿轮，所述第一锥形齿轮啮合连接所述轴齿轮，所述轴齿轮贯穿所述中空铝合金架连接有驱动齿轮。

优选地，所述驱动齿轮啮合连接在所述环形齿轮中间位置，所述环形齿轮两端设置有转动齿轮，所述转动齿轮与所述中空铝合金架表面活动连接，且所述转动齿轮表面固定连接有所述固定块，所述固定块连接有行走装置。

优选地，所述旋转轴承外端连接有旋转齿轮，且所述旋转轴承通过旋转齿轮啮合连接第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮固定安装在所述旋转电机上。

优选地，所述行走装置包括连接在所述转动齿轮表面的固定块，所述固定块上固定连接有三角支架，所述三角支架固定连接移动履带。

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

（1）本实用新型中，工作人员通过发送无线射频，接收器接收到信号并控制驱动电机旋转，带动第一锥形齿轮和轴齿轮旋转，让轴齿轮连接的驱动齿轮带动环形齿轮旋转，此时环形齿轮上连接的行走装置会跟随旋转，从而让行走装置的行进方向可以远程操控调整，更好地适应弯曲复杂的管道，使小型管道爬行机器人运动形式更加丰富，可操作性也更高。

（2）本实用新型中，工作人员发送无线射频，接收器接收到信号分别控制旋转电机工作旋转，旋转电机会带动第二锥形齿轮以及旋转轴承旋转，从而带动行走装置旋转，帮助小型管道爬行机器人实时调整行进角度，更快通过转角，有效提高小型管道爬行机器人运动结构的功能性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的支撑架结构放大示意图；

图3为本实用新型的固定架结构放大示意图；

图4为本实用新型的行走装置结构放大示意图。

图中标号说明：1、支撑轴；2、摄像头；3、支撑架；301、连接板；302、连接块；303、阻尼块；304、减震弹簧；305、支架臂；4、连接前端；5、固定架；501、中空铝合金架；502、旋转电机；503、第二锥形齿轮；504、旋转轴承；505、环形齿轮；506、驱动电机；507、第一锥形齿轮；508、轴齿轮；509、驱动齿轮；6、行走装置；601、移动履带；602、三角支架；603、固定块；7、接收器。

具体实施方式

实施例：请参阅图1-图4，一种小型管道爬行机器人运动结构，包括支撑轴1、摄像头2和连接前端4，摄像头2安装在支撑轴1中间位置，连接前端4安装在支撑轴1顶端，支撑轴1前半段均匀设置有多个支撑架3，且支撑架3之间安装有接收器7，支撑架3顶部通过固定轴承连接有固定架5，所述固定架5包括中空铝合金架501、环形齿轮505和旋转电机502，环形齿轮505之间连接有驱动齿轮509，驱动齿轮509贯穿固定架5的一端连接有轴齿轮508，轴齿轮508连接有第一锥形齿轮507，第一锥形齿轮507连接有驱动电机506，且环形齿轮505两端连接有固定块603，固定块603贯穿连接有旋转轴承504，旋转轴承504连接有第二锥形齿轮503，第二锥形齿轮503连接旋转电机502，且固定块603通过旋转轴承504连接有行走装置6，一共设置有三个支撑架3，每个支撑架3之间夹角为120°，且每个支撑架3对应连接有行走装置6，设置三个支撑架3连接行走装置6为了增强行走装置6的稳定性。

在本实施例中，支撑架3包括安装在支撑轴1上的三个连接板301、连接块302、阻尼块303和减震弹簧304，连接板301两端设置连接块302，连接块302连接有阻尼块303，阻尼块303远离连接块302的一端与减震弹簧304相连接，且减震弹簧304远离阻尼块303的一端连接有支架臂305，支架臂305通过轴承安装在固定架5的内侧。

使用时，通过在支架臂305与连接块302设置连接减震弹簧304，且在减震弹簧304上安装阻尼块303为了增强减震效果，使支架臂305连接的行走装置6在管道内壁行走时可以更加平稳。

在本实施例中，固定架5包括连接了支撑架3的中空铝合金架501，一组旋转电机502安装在中空铝合金架501的侧面，中空铝合金架501中空内腔中固定安装有驱动电机506，第一锥形齿轮507安装在驱动电机506的输出端，第一锥形齿轮507与轴齿轮508啮合连接，轴齿轮508贯穿中空铝合金架501表面连接驱动齿轮509，驱动齿轮509啮合连接在环形齿轮505中间位置，环形齿轮505两端设置有转动齿轮，转动齿轮与中空铝合金架501表面活动连接，固定块603固定连接在转动齿轮的表面。

当小型管道爬行机器人在管道内遇到转角时，工作人员可以通过发送无线射频，而接收器7接收到信号并控制驱动电机506旋转，带动第一锥形齿轮507和轴齿轮508旋转，让轴齿轮508连接的驱动齿轮509带动环形齿轮505旋转。

此时环形齿轮505上连接的行走装置6会跟随旋转，从而让行走装置6的行进方向可以远程操控调整，更好地适应弯曲复杂的管道。

在本实施例中，旋转轴承504外端连接有旋转齿轮，且旋转轴承504通过旋转齿轮啮合连接第二锥形齿轮503，第二锥形齿轮503固定安装在旋转电机502上。

且在使用时，当小型管道爬行机器人在管道内遇到障碍物，以及需要改变行进角度时，同样工作人员发送无线射频，接收器7接收到信号分别控制旋转电机502工作旋转，旋转电机502会带动第二锥形齿轮503以及旋转轴承504旋转，从而带动连接了旋转轴承504的行走装置6旋转调整其行进角度，可以更快跨越障碍物以及沿着倾斜角爬升和下降。

在本实施例中，行走装置6包括在固定块603上固定连接有三角支架602，三角支架602固定连接移动履带601，旋转轴承504旋转会带动三角支架602旋转，从而让行走装置6跟随旋转，且移动履带601与支撑轴1连接有导线。

在本实施例中，具体的工作原理是：在小型管道爬行机器人在管道内正常行驶时，三组行走装置6各自夹角呈120°，匀速行驶，摄像头2用于帮助管外工作人员实时查看管内情况，且摄像头2型号为MC2305+RD100；

其中，当小型管道爬行机器人在管道内遇到转角时，工作人员通过发送无线射频，接收器7接收到信号并控制驱动电机506旋转，带动第一锥形齿轮507和轴齿轮508旋转，让轴齿轮508连接的驱动齿轮509带动环形齿轮505旋转，此时环形齿轮505上连接的行走装置6会跟随旋转，从而让行走装置6的行进方向可以远程操控调整，更好地适应弯曲复杂的管道；

而当小型管道爬行机器人在管道内遇到障碍物，以及需要改变行进角度时，同样工作人员发送无线射频，接收器7接收到信号分别控制旋转电机502工作旋转，旋转电机502会带动第二锥形齿轮503以及旋转轴承504旋转，从而带动连接了旋转轴承504的行走装置6旋转调整其行进角度，使小型管道爬行机器人更加适应管内路径，从而快速行驶。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种小型管道爬行机器人运动结构，包括支撑轴（1）、摄像头（2）和连接前端（4），其特征在于：所述摄像头（2）安装在支撑轴（1）中间位置，所述连接前端（4）安装在支撑轴（1）顶端，所述支撑轴（1）前半段设置有支撑架（3），且所述支撑架（3）之间安装有接收器（7），所述支撑架（3）顶部通过固定轴承连接有固定架（5），所述固定架（5）包括中空铝合金架（501）、环形齿轮（505）和旋转电机（502），所述环形齿轮（505）之间连接有驱动齿轮（509），所述驱动齿轮（509）连接有轴齿轮（508），所述轴齿轮（508）连接有第一锥形齿轮（507），所述第一锥形齿轮（507）连接有驱动电机（506），且所述环形齿轮（505）两端连接有固定块（603），所述固定块（603）贯穿连接有旋转轴承（504），所述旋转轴承（504）连接有第二锥形齿轮（503），所述第二锥形齿轮（503）连接旋转电机（502），且所述固定块（603）通过所述旋转轴承（504）连接有行走装置（6）。

2.根据权利要求1所述的一种小型管道爬行机器人运动结构，其特征在于：所述支撑架（3）包括安装在支撑轴（1）上的三个连接板（301）、连接块（302）和阻尼块（303），所述连接板（301）两端设置连接块（302），所述连接块（302）连接有阻尼块（303），所述阻尼块（303）连接减震弹簧（304）。

3.根据权利要求2所述的一种小型管道爬行机器人运动结构，其特征在于：所述减震弹簧（304）连接有支架臂（305），所述支架臂（305）通过轴承安装在固定架（5）两端。

4.根据权利要求1所述的一种小型管道爬行机器人运动结构，其特征在于：所述固定架（5）包括连接了支撑架（3）的中空铝合金架（501），所述中空铝合金架（501）侧面固定安装有一组所述旋转电机（502），所述中空铝合金架（501）中空内腔中固定安装有所述驱动电机（506）。

5.根据权利要求4所述的一种小型管道爬行机器人运动结构，其特征在于：所述驱动电机（506）上安装有所述第一锥形齿轮（507），所述第一锥形齿轮（507）啮合连接所述轴齿轮（508），所述轴齿轮（508）贯穿所述中空铝合金架（501）连接有驱动齿轮（509）。

6.根据权利要求1所述的一种小型管道爬行机器人运动结构，其特征在于：所述驱动齿轮（509）啮合连接在所述环形齿轮（505）中间位置，所述环形齿轮（505）两端设置有转动齿轮，所述转动齿轮与所述中空铝合金架（501）表面活动连接，且所述转动齿轮表面固定连接有所述固定块（603），所述固定块（603）连接有行走装置（6）。

7.根据权利要求1所述的一种小型管道爬行机器人运动结构，其特征在于：所述旋转轴承（504）外端连接有旋转齿轮，且所述旋转轴承（504）通过旋转齿轮啮合连接第二锥形齿轮（503），所述第二锥形齿轮（503）固定安装在所述旋转电机（502）上。

8.根据权利要求6所述的一种小型管道爬行机器人运动结构，其特征在于：所述行走装置（6）包括连接在所述转动齿轮表面的固定块（603），所述固定块（603）上固定连接有三角支架（602），所述三角支架（602）固定连接移动履带（601）。